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水利水电工程建设项目应从“面上”开展水资源论证,充分考虑区域水资源条件、开发利用现状和承载能力,协调区域经济发展与水资源利用间的关系,控制水资源开发利用全过程中可能产生影响的因素和事物,降低或消除区域水资源开发利用不良影响。在相关论证导则、技术导则和规划环评条例等技术指导下,对水利水电工程建设项目规划总体目标和原则的合理性、水资源条件的制约性、用水格局的完善性、配置方案的协调性、水环境保护的可实现性和补偿补救措施的可行性,进行详细的论证分析。《水利水电建设项目水资源论证导则》(SL525-2011),强调水利水电工程建设项目水资源总体论证应从工程概况、水资源状况及开发利用分析、取用水合理性分析、取水水源论证、取水和退水影响分析和水资源保护等方面,进行充分论证分析,建立区域水资源可持续开发利用建设方案。
二水利水电建设项目水资源论证实例分析
1工程概况
为缓解绥阳县中心城区近期城市生活用水严重缺水问题,拟在绥阳县洋川镇团山村的石梁河上游修建团山水库。水库坝址距绥阳县城17km,坝址以上流域面积14.7km2,多年平均径流量922万m3;水库校核(P=0.2%)洪水位918.62m,设计(P=2.0%)洪水位917.41m,正常蓄水位915.00m,死水位886.00m;水库总库容721万m3,正常蓄水位库容571万m3,死库容30万m3,兴利库容541万m3,库容系数58.7%,属多年调节水库。
2分析范围及论证范围团山水库分析
范围为石梁河全流域(流域面积239km2)及受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河全流域(流域面积126km2),共计365km2;取水水源论证范围为石梁河团山水库坝址以上流域(流域面积14.7km2);取水影响论证河段为团山水库库区河段(河长约2.84km,库区面积约0.42km2)、团山水库坝址至石梁河河口区间河段(河长25.3km),共计河长28.1km;退水影响范围主要为洋川河绥阳县城污水处理厂退水口至下游河口区间长9.7km河段。
3区域水资源状况及其开发利用分析
分析范围内主要河流有团山水库所在河流石梁河、工程受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河。石梁河系芙蓉江右岸一级支流,属长江流域乌江水系,全流域面积239km2,主河道全长32.2km,主河道加权平均坡降为11.9‰,流域形状系数0.231,多年平均径流量15000万m3。洋川河系洛安江左岸一级支流,全流域面积126km2,河长28.9km,主河道平均比降11.8‰,流域形状系数0.151,多年平均径流量7900万m3。分析范围内已建成灌溉水库工程2处,小型引水灌溉工程42处,提水灌溉工程30处。灌溉面积22182亩(其中水田20339亩,旱地1843亩)。分析范围内水资源总量22900万m3,现状开发利用水量1786万m3,水资源开发利用率7.80%;耗水量1079万m3,占水资源总量的4.7%。分析范围内水资源开发利用程度一般,水资源具有一定开发利用潜力,为促进区域经济发展,有条件和必要对石梁河水资源进行进一步的开发利用。
4取用水合理性分析
城市生活用水方面:绥阳县城市生活用水量预测主要根据《室外给水设计规范》(GB50013-2006)采用分类预测法进行预测,远期规划水平年(2030年)采用180L/(人•d);供水管网损失10%;未预见水量按10%考虑;水厂自用水量按总用水量的5%计。由于县城工业用水单独考虑,故上述所取定额符合一般城市生活用水规律。农田灌溉用水方面:根据当地灌溉习惯结合现状灌溉渠系实际情况,下游农田灌溉P=80%保证率灌溉用水定额水稻取320m3/亩、玉米56.4m3/亩、辣椒45.9m3/亩、油菜59.3m3/亩基本合理。用水总量控制指标方面:绥阳县现状用水量1.787亿m3,2015用水指标1.812亿m3、2020用水指标1.985亿m3、2030用水指标2.041亿m3,分别比现状增加0.025亿m3、0.198亿m3和0.254亿m3,团山水库供水量仅0.0599亿m3,而且主要是用于绥阳县城生活用水,符合《遵义市实施最严格水资源管理制度指标方案》对用水总量控制指标的要求。
5取水水源论证
团山水库坝址以上流域面积14.7km2,多年平均径流量922万m3,经长系列调节计算,团山水库坝址处流域水资源量可满足团山水库设计供水量599万m3/a(P=95%城市供水588万m3/a、P=80%农田灌溉用水10.8万m3/a)的要求。至规划水平年(2030年)上游流域内用水较现状增加耗水量仅占来水量的0.03%。因此,团山水库工程取水在水资源量方面是可靠的。根据坝址河段水样水质检测结果,现状水质能满足集中式供水水源地和农田灌溉水质要求。取水口以上流域内无工矿企业,主要污染源为少量农田灌溉用水退水,农村生活用水基本无退水,今后水质下降的可能性不大。取水口以上流域今后将划为水源地保护区,农田灌溉用水退水量将进一步削减,同时严禁新设排污口等活动,取水水源水质可得到保障并有改善的可能。取水口河段具备成库建坝的地形地质条件,同时取水口的设置也能够满足水库泥沙淤积需求和取水量的需求,且坝址下游农田灌溉用水今后由团山水库生态放水管一并下放,管道尺寸满足放水要求,取水口设置合理可行。
6取水和退水影响分析
团山水库取水对区域水资源量虽有一定影响,但按多年平均径流量的10%(0.029m3/s)下放生态流量,对区域水资源及下游河道的生态影响较小。水库下游有农田灌溉工程,灌溉设计流量为0.021m3/s,下游灌溉用水量由生态放水管统一下放,对下游农田灌溉取水影响不大。同时,建议在初蓄期积极引导灌区群众进行适度水改旱,尽可能减少灌溉用水量,确保水库尽早正常蓄水,正常发挥效益。团山水库工程在建设期其污废水按退水处理方案处理达标后排入石梁河,坝址河段枯季情况下接纳排放的污废水后悬浮物(SS)、五日生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)浓度均小于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类水质要求。施工期对河道水功能区造成一定影响,但该影响将随着施工的结束逐渐减弱直至消失。运行期影响较大的绥阳县中心城区城市用水退水。退水影响的洋川河属“洛安江绥阳遵义县保留区”,由于纳污河流洋川河退水口来水量较大,只要对城市用水产生的污废水处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)“一级标准A标准”后排放,退水对水功能区的影响较小,加之影响河段无其他用水户取水,故绥阳县中心城区城市用水退水对水功能区和第三者的影响不大。
7水资源保护措施
项目建设过程中,要对生产废水和生活污水采取有效措施处理后达标排放,严禁将污废水直接排入河道;作好水土保持工作,对弃渣进行妥善处理,对项目施工造成的地表恢复植被。对水库大坝、泵站及库尾河段进行水质监测,遇异常情况要查明原因并报告当地水行政主管部门,同时停止供水并采取措施即时解决。水库蓄水前,必须对淹没区进行库底清理,以免蓄水后淹没区内植物腐烂、农厕中粪便等造成二次污染。水库管理站修建化粪池处理生活污水,污水经处理后用于浇灌农田和绿地,生活垃圾拟与当地生活垃圾一同处理。加大水土保持工作力度,植树种草、对库区25°以上坡耕地实行退耕还林、坡改梯等水保工程,缓解库内泥沙淤积,逐步恢复库区库周生态环境的同时,提高水库自身运行年限。合理安排水库蓄水计划,通过下泄一定流量等措施来减小水库蓄水和运行对下游河段生态环境和农田灌溉的影响。建立一个自上而下的水资源保护领导小组,主要负责水库在运行过程中,实施水资源保护的领导、管理和监督实施工作。配合涉及县、乡、村对负责范围内水资源保护措施实施情况进行监督管理,搞好工程水资源保护工作。
三结论
1.1典型合闸回路及缺陷
中小型变电站的联络线路两侧都装设油断路器。对于35KV、10KV油断路器的控制,典型设计是在电站側装设同期装置,在变电站側只设普通合闸回路,普通合闸回路的原理如图1所示:操作控制开
关SA,其②-④触点接通,经过防跳继电器的常闭触点KM2和断路器的常闭触点DL,接通合闸接触器线圈HO,使断路器合闸。这种设计简洁,常为工程设计人员所采用。在具体操作中,按先合变电站側断路器、再合对側断路器的操作顺序进行。但在小水电系统网络中,因受地形、容量等技术条件的限制,建设不甚规范,特别是有些联络线路上还接有负载,当出现某种故障造成变电站側油断路器跳闸,此时的对側断路器可能还在合闸位置,如要对联络线路进行合闸,因不知对侧是否有电,必须等到调度命令或接到汇报后才能进行操作,加至有些地段通讯不畅,经常耽误时间,影响工农业生产用电;由于典型回路本身不能检测线路是否有电压,又无防范不规范操作的技术措施,如果误操作SA发出合闸命令,就会造成非同期合闸事故,给人们生命财产带来重大损失。
1.2改正后的合闸回路
为了防止事故的发生,对原典型合闸回路进行了如下改进(见图1中虚线所示):即在线路电压互感器二次側增设一只电压继电器KV,用以检测线路电压,并将其常闭触点KV1串入本站油开关合闸回路中。当线路有电压时,就是误操作SA发出了合闸命令,因KV1触点断开了合闸操作回路,无法启动合闸接触器,达到了防止非同期合闸的目的。同时,考虑到联络线路的可靠性,在KV1触点两端设计并联一连接片LP,以便该电压继电器检修或需该线路供给变电站负荷时好操作。正常情况下,连接片LP处在断开位置。
还将电压继电器的常开触点KV2与合闸位置继电器HWJ的常闭触点(或跳闸位置继电器TWJ的常开触点)串联,以接通“线路有电压”光字牌的信号回路,当断路器在断开位置,线路有电压,该光字牌亮,提醒运行人员不得进行合闸操作。在信号回路中,串联跳(合)闸位置继电器触点的作用是为了在该线路运行时断开光字牌,以免光字牌长期带电。电压继电器KV可选DJ—121型,继电器校验方法与其他电压继电器相同。
2水电站压力装置的控制回路改进
2.1典型油压装置自动回路及缺陷
调速器、高低压气机等是水电站中常见的压力设备,在油(气)装置的自动回路中,一般采用电接点压力表(如YX—150型)来反映油(气)罐中压力的变化,进而控制油(气)泵电机。压力表上可设置上、下两个值限,上限用红针指示,下限用黄针指示,实际压力值用黑针指示。油压装置自动投入的动作过程如图2所示:
当压力罐油压降到压力下限时,压力表黑针与黄针接触,即触点YLJ1
闭合,使中间继电器1KA动作并自保持,因转换开关SA在自动位置,其②-④触点接通,启动接触器KM,使电机接通电源,带动油泵向压力罐打油,压力逐渐上升,当到工作压力值上限时,压力表黑针与红针接触,即上限触点YLJ2接通,使中间继电器2KA动作,断开1KA的自保持回路,油泵电机自动停止工作。对于这种典型设计,压力表的上、下限触点一直串在控制回路中,并带有相应负载,特别是在启动和停止过程中,压力变化呈波动状态,使触头抖动不已,无法可靠接触,常常生火花,由于压力罐补压(气)是通过自动回路完成的经常性的工作,压力变化频繁,使压力表的触头接触也相应频繁,从开始的产生火花,到逐渐烧坏触头(或触头粘连),继而造成压力罐压力消失,严重影响了机组的安全运行。
2.2改进后的控制回路
为了克服上述设计中存在的问题,对典型电路进行了如下改动(见图2中虚线所示):即在压力下限回路中串联一个接触器KM的常闭辅助触点KM1,当压力罐压力下降到压力下限时,压力表下限触头YLJ1闭合,通过常闭辅助触头KM1起动1KA并自保持,使接触器动作,启动油泵打油;尽管在油泵电机启动之初,压力出现波动,YLJ1触头发生抖动,但由于在此回路中已串入了接触器常闭触头KM1,接触器动作后立即断开了此回路,此时的下限触头无需承担任何负载,避免了触头的烧坏;又在压力上限回路中串联了接触器的常开辅助触头KM2,当油压力达到上限值时,随着2KA的启动,使接触器失电返回,其常开辅助触点KM2立即断开压力上限回路。不管在这个过程中压力如何变化,压力表的上、下限触点YLJ1、YLJ2总在回路不带负载的情况下抖动,避免了负载过程中电火花对触头的损坏,提高了安全运行的可靠性,同时也减少了因油压装置失压而造成的运行成本。
在价值链分析的基础上,确定将企业愿景和业务需求转换成基础业务流程的途径,即业务路线图,在ERP实施时,可提供级别最高的业务抽象———是价值链重构、同时也是ERP业务蓝图设计的首要工作(部署阶段的其他工作主要和具体的软件供应商所提供的业务解决方案相关,不在本文涉及范围)。作为落实“业务路线图”的第一步,业务流程重组规划以合理配置资源到价值链中的增值环节、特别是战略环节为目的,可以为ERP业务蓝图设计提供统一的、按管理变革要求整合提炼后的需求,有助于降低项目风险。业务流程重组规划需要根据外部环境、具体情况和企业发展阶段对价值链构成作进一步详细分析,找出对创造价值起决定作用的战略环节。运行管理活动和资产管理活动是水电企业的核心生产经营活动,是其价值链中最基本的战略环节。其中,资产全生命周期管理统筹考虑资产的规划、设计、制造、采购、安装、调试、运行、维护、技改、报废的全过程,在系统整体目标约束下追求资产全生命周期费用最小。对新增固定资产的投资决策、规划设计以及建造商或制造商的选择,往往可以决定资产全生命周期总体费用的绝大部分,而这一阶段所发生费用只占资产全生命周期费用的很小部分,是价值链构成中费效比最高的环节。对于有调节库容的水电站来说,水库的优化调度和主设备运行方式的优化管理十分重要,但是对于梯级中分属不同企业的各电站尤其是梯级中无调节库容的引水式电站来说,推动建立跨企业的梯级水电站联合调度显得更为迫切。水电企业的检修工作正从内部职能逐步转移为专业公司的外部职能,趋势是由制造商的售后服务来做。对于水电企业来说,这样做的好处是延长停机维修间隔,提高检修质量,实现发电利润最大化;对于电力装备制造商来说,了解了客户如何使用产品,就能更好地定价和提供增值服务,参与到水电企业资产全生命周期管理的过程中,拓展业务范围,培植新的利润增长点,为向“敏捷制造”转变打下基础。水电企业与制造商的关系被大大拉近了,由于制造商掌握大量的产品使用数据,水电企业转换新供应商的成本大为提升。通过一定机制共享产品使用数据可以减轻这一负面影响。在外包服务的趋势下,水电企业可能存在多种管理模式:一个极端是目前多数企业的集资产所有者、设备维护者和运营管理者于一体的模式;另一个极端是设备维护和营运全部外包,三者完全分离的模式。解决三者间资金流、物流和信息流的数据共享,及时、真实地反映生产经营情况,建设所谓“大财务”也就成为对创造价值起决定作用的战略环节。这种跨企业和跨行业的价值链连接要求水电企业务必去占领行业或产业价值链的高端,方法是在对企业价值链进行分析和重构的基础上,将管理重点从面向企业内部的管理向供应链管理或产业链管理转变,即向依托ERP进行管理的高级阶段转变。
2.价值链思维导向的维修策略
因为资产管理活动是水电企业居于核心地位的生产经营活动,所以企业资产管理(以下简称EAM)是水电企业ERP建设的重要组成部分。设备管理是EAM的一个局部,站在EAM的高度,更关心的是设备管理活动给资产价值和盈利能力带来的变化———如果不能准确及时反映到资产会计,就会造成价值的虚增虚减;如果不能准确及时反映到成本会计,就不能衡量设备管理活动的效益———理解这一点,是实现从设备管理思维向资产管理思维转变的前提。价值链思维导向的“维修策略”是EAM设备管理的灵魂。对处于不同功能位置的设备采取不同的维修策略,体现了该设备在价值链中的地位。可靠性是衡量主设备和对主设备有直接影响的辅助设备的设备管理活动有效性的关键指标。对于停机损失巨大的设备,需要加强“预防性维护”、推行“预测性检修”,实施“基于风险的维修策略”,做到勤检查、多维护、少检修。预防性维护按照预先设定的触发条件自动激活EAM系统中的维护通知单或维修订单,这些触发条件可以是基于工作周期或工作绩效的,也可以是基于状态参数变化的。利用EAM设备管理模块中的“计量点”和“计量凭证”功能,对人工和传感器系统采集到的设备数据进行记录和分析,有利于制定出科学合理的检修计划,延长检修间隔时间,逐步实现主设备向“预测性检修”的转变。相应的,发电主机及关键辅机设备的采购策略也应该考虑增加与采购对象的可靠性相关的权重分值。对于冗余配置的辅助设备,零部件到了一定的使用周期,不是换,而是进行状态评估:看看是否还能使用,如果还没有到更换的极限值,就继续使用,以节约维修成本,同时对其继续跟踪,实施“基于状态的维修策略”。对设备上易损的非标零部件,则依据EAM中不断积累的功能位置主数据和设备主数据,通过比较和试验,试图寻找出使用寿命更长、运行效率更高和运营成本更低的代用品。该类设备管理工作的重点是降低设备全生命周期的总体费用。对于不会因为损坏而引起连锁反应的设备,从企业成本的角度考虑,在一个费用结算期内,当企业投入的维修费用总和(包括维修的人工费、备品备件费用和维修材料费之和)大于该设备维修后的价值时,就不值得去修,有意识地让它用坏了再换。在这种情形之下的“事后检修”,也是主动的有计划的维修策略。为了确保检修工作在质量、工期和成本方面的可预测性和可控性,采用项目管理的理论和方法组织设备检修工作是必然的趋势。这就从业务角度提出了对在EAM中采用项目管理模块和维修订单的需求。
3.作为ERP基石的订单
会计制度“订单”制度,究其本质,是一种使用信息流、成本分类以及统计控制方法的成本会计制度。整座ERP大厦就是建立在订单会计制度这个“基石”之上的。水电企业在项目管理、设备管理和运行管理中可能涉及需要实际过账的诸如电力生产订单、维修订单、在建工程投资订单以及仅作内部统计需要的成本订单等。首先,ERP中的“订单”系统具有完善的对自身业务的支持功能。订单系统是一套标准化的生产管理体系,目的是用解析的、技术的、可预测的和可控的工程化过程来规范所有的生产作业流程;订单系统集成的工艺路线(任务清单)配置功能,使得用户可以方便地用运维作业的最佳实践来持续改进企业的运行维护标准,将存在于企业成员头脑中的“隐性”知识对象化为企业的管理标准。维修订单的任务清单规范了某一特定维护任务(包括检查、维护和计划维修)所需重复执行的工序序列。预先维护任务清单可以标准化企业的维护作业,避免在每次发出维修订单时都录入工序指令,提高效率并减少失误。电力生产订单规范的工艺路线,根据不同的负荷组合和主设备的具体特性,可能存在着许多并行序列、标准序列和替换序列:根据水位、流量及水轮发电机组相互间的协调、制约关系,维持各机组在具有最佳综合经济效益的工况下运行;负荷变动时,按照各台机组间最佳负荷分配方式进行机组出力的增、减调度;定期检查设备状态、运行工况,以便及时采取预控措施减少发电能力损失。更重要的,无论是维修订单还是电力生产订单,作为业务流程中收入和成本信息的主要载体,还具有预算、计划、分析和期末处理等财务会计功能。订单具有预算功能。ERP中的订单具有监控支出、预算、结算等投资活动的功能。内部订单可触发采购流程,生成采购订单并对其进行预算控制,按照采购订单、入库单(进度确认单)、发票信息“三单匹配”的原则对采购进行监控和结算。订单具有计划功能。内部订单的费用成本计划功能可和物料管理与生产计划集成,用于监视实际成本并和计划成本对比分析,从而为管理决策者提供依据。对于水电站的发电用水,在传统上几乎不涉及生产成本,作为生产计划和经济运行分析的基础数据,应当经合适的公式折算为“虚拟成本”记录到电力生产订单中;对于水电站弃水,是空耗的生产能力和生产资源,同样也需要以适当的方式记录到电力生产订单中。订单具有分析功能。可以随时进行内部订单的计划和实际发生额对比,各不同期间的预算和实际对比,或按月、季指标分析内部订单发生的行项目,对订单的未清项等进行分析。在项目管理的实务中,通过内部统计订单中的记录来比较“计划工作量的预算费用”、“已完成工作量的实际费用”和“已完成工作量的预算成本(挣值)”等三个独立的变量,进行“挣值分析”,可以适时进行项目的绩效测量,以判断项目成本和进度是否符合原定计划。这样,就为项目的成本管理和工期管理提供了“事中决策”的依据。需要说明的是,对于小项目,由于预算成本和完成费用在时间轴上均呈现出较强的离散性,所以不便采用“挣值分析”;但对于大项目来说,由于预算成本和完成费用在时间轴上均呈现出较强连续性,“挣值分析”就成了很好的工具。订单具有期末处理功能。可将日常内部订单归集的投资或成本在期末进行分摊、分配或重过账到目标会计分录。根据会计准则,涉及到固定资产价值变化的维修订单或在建工程投资订单,在订单执行前,所涉会计科目必须先从“固定资产”转为“在建工程”,在订单完成以后,再由“在建工程”转为“固定资产”,系统将自动地记载在订单上对应设备的价值变化进行结算,产生对应的记账凭证,过账到固定资产台账。
4.价值链思维导向的水电